機(jī)器人打磨輪轂離線編程的研究

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1、校代碼：10255學(xué)號：2150647機(jī)器人打磨輪轂離線編程的研究RESEARCHONOFFLINEPROGRAMMINGOFROBOTGRINGINGWHEEL作者姓名：張耀專業(yè)名稱：機(jī)械工程導(dǎo)師姓名：丁彩紅答辯日期：2018年5月東華大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯委員會成員名單姓名職稱職務(wù)工作單位備注徐江教授答辯委員會主席同濟(jì)大學(xué)彭倚天教授答辯委員會委員東華大學(xué)戴惠良副教授答辯委員會委員東華大學(xué)陳入領(lǐng)副教授答辯委員會委員東華大學(xué)鄒鯤副研究員答辯委員會委員東華大學(xué)鄧吉楠講師答辯委員會秘書東華大學(xué)東華大學(xué)學(xué)位論文原

2、創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容實現(xiàn)，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日東華大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)東華大

3、學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本版權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日東華大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要機(jī)器人打磨輪轂離線編程的研究摘要隨著機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人領(lǐng)域也得到了更深入的研究。離線編程技術(shù)作為機(jī)器人發(fā)展的新方向克服了傳統(tǒng)在線示教工作方式的諸多缺點(diǎn)，其研究越來越得到重視。另外，隨著制造業(yè)向智能化方向的發(fā)展，也要求出現(xiàn)與之匹配的智能化編程方式。為研

4、究出一種能夠簡單、高效的對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行自動編程的方法，本文以機(jī)器人打磨汽車輪轂為研究對象，將輪轂CAD模型轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)云模型進(jìn)行研究，在獲取點(diǎn)云文件并對其預(yù)處理之后，利用點(diǎn)云坐標(biāo)信息直接計算出機(jī)器人末端位姿，以提高機(jī)器人末端運(yùn)動的精確度，同時也改變了傳統(tǒng)機(jī)器人示教編程的工作方式，降低了對編程人員的要求。本文主要在以下幾個方面進(jìn)行了研究。首先，利用Soildworks完成輪轂的三維實體建模，并通過逆向工程軟件Geomagic將三維模型轉(zhuǎn)為點(diǎn)云坐標(biāo)數(shù)據(jù)庫文件。完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)庫的搭建之后，對數(shù)據(jù)庫中坐標(biāo)進(jìn)行排序，并

5、根據(jù)輪轂的對稱性對坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行縮減簡化，然后提出基于八叉樹模型的點(diǎn)云拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立方法，并運(yùn)用此方法對輪轂點(diǎn)云進(jìn)行鄰域搜索實驗。其次，為達(dá)到較好的曲面擬合效果，對已經(jīng)建立好拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輪轂點(diǎn)云，采用不同的多項式函數(shù)進(jìn)行曲面擬合并求解出點(diǎn)云的法向量，然后基于點(diǎn)云法向量提取出具有輪轂棱邊特征的點(diǎn)云。I東華大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要最后，根據(jù)提取到的輪轂棱邊點(diǎn)云以及這些點(diǎn)的鄰域點(diǎn)坐標(biāo)，利用機(jī)器人齊次變換法中的D-H模型表示出機(jī)器人末端執(zhí)行器位姿，然后在VB環(huán)境下設(shè)計人機(jī)界面進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，按機(jī)器人編程語言語法規(guī)則編譯出機(jī)

6、器人可執(zhí)行的程序。本論文創(chuàng)新性的成果有：為提高點(diǎn)云的處理效率，提出基于八叉樹編碼的點(diǎn)云鄰域搜索算法，運(yùn)用此方法進(jìn)行點(diǎn)云鄰域搜索實驗，該方法還可以運(yùn)用到逆向工程對海量點(diǎn)云的處理；提出了基于法向量提取點(diǎn)云中棱邊特征點(diǎn)云的方法，并以輪轂點(diǎn)云為例進(jìn)行了棱邊特征點(diǎn)云的提取實驗；提出了對角線旋轉(zhuǎn)法，由點(diǎn)云坐標(biāo)計算機(jī)器人末端執(zhí)行器的位姿參數(shù)，將該方法應(yīng)用到了機(jī)器人離線編程中。本文提出一種輸入CAD模型將其變?yōu)辄c(diǎn)云坐標(biāo)文件，在獲得點(diǎn)云文件的基礎(chǔ)上，運(yùn)用點(diǎn)云坐標(biāo)值計算出機(jī)器人末端執(zhí)行器工作時的位姿參數(shù)，最后將位姿參數(shù)編譯成

7、機(jī)器人可識別的程序并輸出給實機(jī)執(zhí)行的新思路，經(jīng)過實驗驗證了該思路的可行性。關(guān)鍵詞：離線編程；點(diǎn)云；法向量信息；棱邊提?。卉壽E姿態(tài)II東華大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要RESEARCHONOFFLINEPROGRAMMINGOFROBOTGRINGINGWHEELABSTRACTWiththeexpansionofrobotapplication,thefieldofrobothasbeenfurtherstudied.Off-lineprogrammingtechnology,asanewdirectionofro

8、botdevelopment,overcomesmanyshortcomingsoftraditionalonlineteachingmethods,anditsresearchhasbeenpaidmoreandmoreattention.Inaddition,withthedevelopmentofmanufacturingindustrytothedirectionofintelligence,thereisalsoan